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玻璃窯爐尾氣脫硝影響要素分析
信息來源:/   發布時間:2019-1-27   瀏覽:

工業尾氣處理主要步驟是脫硝、脫硫和除塵,由于尾氣處理作為一個整體的系統,其煙氣流通過程中必然帶來污染物或者副產物的傳遞,為了實現系統穩定運行,就必須減少尾氣處理過程中對煙氣的影響,根據尾氣處理中污染物的處理原理和玻璃熔窯煙氣的特性,脫硝反應主要受溫度、風速和噴氨量決定。為了不影響脫硫和除塵,就必須對脫硝過程及其副產物嚴格控制。

1溫度

(1)還原反應

玻璃窯爐尾氣脫硝主要是采用噴氨,氨水或液氨均可,主要反應物是NH3作為還原劑,在溫度為300~400℃的范圍內,還原NOx的化學反應方程式主要為:

(2)氧化反應

當溫度高于400℃,會發生氧化反應,此時NOx的還原反應受到抑制。

(3)副產物硫酸氫銨

SCR反應器出口的氣相主體硫酸氫銨的凝結溫度為270~320℃。

硫酸氫銨具有黏性,與煙氣中的粉塵顆粒黏附在催化劑表面或者孔隙中,不易吹掃,造成催化劑部位壓差增加,催化劑表面活性降低。若具有黏附性的粉塵顆粒隨著煙氣進入煙道,會吸附于煙道表面,腐蝕煙道設備,更嚴重的情況會對脫硫設備表面造成侵蝕,影響脫硫效果。

氣態下的硫酸氫銨的凝結溫度為270~320℃,因此,V2O5催化劑的最低運行溫度不應低于硫酸氫銨凝結的最低溫度,在實際生產過程中,一般運行溫度超過320℃,但是理論上一般不低于280℃即可。

(4)溫度對氮氧化物脫除率的影響

噴氨系統采用液氨或者氨水稀釋后與壓縮空氣混合噴射,相較于煙道溫度,氨水和壓縮空氣溫度偏低會對煙道整體溫度產生影響,一般玻璃窯爐脫硝入口溫度為380~400℃,氨水和壓縮空氣在滿負荷噴射情況下,按照煙氣比例進行混合,對煙道整體溫度影響不大,一般情況下會使煙道整體溫度降低約3℃。

SCR反應過程中,氮氧化物的脫除率與溫度有關(圖1),但在溫度為373℃、氨氮摩爾比為1、空速比25×10-3Nm3/(g˙h)條件下,氮氧化物的脫除率與氮氧化物的濃度沒有直接的關系(圖2),氧含量大于1時對氮氧化物脫除率的影響比較。▓D3)。本文研究的是玻璃窯,氧含量一般大于6%,此處的氧含量是參與化學反應的氧氣,與漏風率沒有關系,也不涉及煙氣體積、壓強、溫度等變化。

圖1溫度對氮氧化物脫除率影響

圖2氮氧化物濃度對氮氧化物脫除率影響

圖3氧含量對氮氧化物脫除率影響

(5)結論

V2O5催化劑的活性主要集中在340~380℃,SCR脫硝反應效率達到最高約90%;氨水和壓縮空氣對煙道煙氣造成一定影響,再加上環境溫度與漏風率;整體溫度會降低約4℃。因此提出SCR脫硝反應器進口溫度應集中在350~390℃。

2SO2/SO3轉化率變化

為了實現SO2/SO3轉化率控制在1%之內,把氨逃逸控制在3×10-6,控制催化劑V2O5的比例,這樣能有效控制硫酸氫銨的產生。

在400℃左右,催化劑的催化效率比較高,SO2/SO3平衡轉化率大于99%,此時O2、SO2、SO3含量達到一個化學平衡狀態,沒有其他化學反應參與的情況下,其含量基本不變,如果噴氨量過大,會發生公式(7)反應,造成SO3含量降低,化學平衡將會打破,SO2轉化SO3速度加快,式(7)反應會持續進行,硫酸氫銨大量產生,會給管道和后期脫硫、布袋除塵造成大量黏性粉塵,降低煙氣治理能力。




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